17
mrt.

Blik in de toekomst: Intel Dunnington, Nehalem en Sandy Bridge

Een blik op de nieuwe processor technologieën die Intel het komende jaar zal introduceren

Door Koen Crijns, maandag 17-3-2008 20:00, views: 38.988


Verbeterde architectuur

Naast de drie besproken belangrijkste verschillen tussen Nehalem en dienst doorloper zijn er nog vele kleinere veranderingen aan de architectuur. Een belangrijke is de terugkeer van HyperThreading, al lijkt het er op dat Intel die marketing term niet opnieuw gaat gebruiken, maar het houdt op de officiële term Simultaneous Multi-Threading (SMT). Waar het in feite op neerkomt is dat iedere kern binnen de Nehalem processor semi-tegelijkertijd kan werken aan instructies van twee programmathreads. Dat betekent dat een quad-core Nehalem processor zich ten op zichte van het besturingssysteem voordoet als zijnde een acht-core processor, net zoals vroeger een single-core Pentium 4 met HyperThreading zich voordeed als dual-core processor. Net als toen geldt ook nu dat de totale rekenkracht met SMT niet wordt vergroot, maar wel beter kan worden benut. Bij intensieve multi-tasking en multi-threading kan de prestatiewinst tot boven de 10% komen. Doordat de in de processor aanwezige rekenkracht beter wordt benut, wordt ook de tegenwoordig zeer belangrijke performance-per-watt verder verbeterd.

Om de prestaties verder te verwerken heeft Intel ervoor gezorgd dat de CPU meer instructies in willekeurige volgorde kan uitvoeren. Zoals bekend voeren moderne processors instructies niet uit in de volgorde waarin ze binnenkomen, maar wordt er dynamisch bekeken met welke volgorde de hoogste snelheid behaald kan worden. Het aantal instructies dat kan de CPU vooruit kan werken wordt bepaald door de mogelijkheden die de processor heeft om de originele volgorde in kaart te houden. Het daarvoor benodigde geheugen is met een derde vergroot, wat betekent dat Nehalem nog meer dan zijn voorlopers instructies kan omhusselen of vooruit kan werken.

Om het vooruit werken zo efficiënt mogelijk te doen is ook de branch prediction verder verbeterd. Deze technologie is nodig om de CPU te laten gokken welke route hij moet nemen wanneer hij vooruit werkt in een programma met vertakkingen. De keren dat een moderne processor de verkeerde beslissing neemt en dus een hele berg werk opnieuw moet uitvoeren zijn al tot een minimum beperkt, maar bij Nehalem heeft Intel naar eigen zeggen deze branch prediction nog verder weten te verbeteren.

Verder heeft men opnieuw het aantal beschikbare instructie vergroot. Onder de noemer SSE4.2 introduceert Intel bij Nehalem een aantal nieuwe instructies die vooral het verwerken van XML, tekst en strings moet versnellen. Zeker nu steeds meer applicaties in de basis gebruik maken van XML kan SSE4.2 voor veel toepassingen voor een flinke prestatiewinst gaan zorgen.

Een aantal nog specifiekere architecturale verbeteringen moeten ervoor zorgen dat een Nehalem processor op dezelfde klokfrequentie veel betere prestaties kan neerzetten dan bestaande processorarchitecturen.